大连地区场地土动力学参数初步研究

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1、大连地区场地土动力学参数初步研究张小平1)牛雪2)李涯1)赵安生1)马顺1)刘超1)刘洋1)姜华1)张银龙1)张凤君1)1)大连市地震局，大连市中山区绿山巷14号1160122)辽宁省地震局，沈阳110034摘要通过收集近年来大连地区地震安全性评价报告中土动力学参数的实验资料，统计分析粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、中砂、碎石、回填土和全风化板岩等7类土的实测动力学参数，给出了它们的动剪切模量比和阻尼比的统计值。然后，选取典型钻孔并建立了土层地震反应分析模型，分别运用本文统计值、94规范值(即原大连地震小区划的土动力学参数值)和袁晓铭等(2000)的推荐值进

2、行土层地震反应计算，并将计算结果中的地表峰值加速度和反应谱形状进行了比较。结果表明，本文的统计值与袁晓铭等(2000)的推荐值非常接近，而与94规范值有很大的差别。关键词:场地土土动力学参数大连地区［文章编号］1001-4683(2011)03-0280-10［中图分类号］P315［文献标识码］A引言土的动剪切模量比和阻尼比是工程场地地震安全性评价中非常重要的两个参数，直接反映工程场地的土动力特性。大量的实验表明(袁晓铭等，2000;吕悦军等，2003)，确定某个场地的土动力学参数必须考虑区域性，因为不同区域的土动力学参数与土的成分、来源、含水量、形成年代及

3、其所处的环境密切相关。大连地区位于辽东半岛南部，属于海滨低丘陵的地形地貌，在大地构造上属于北北东向的胶辽台隆，西侧有下辽河-渤海新生代断陷盆地，南东海域属于北黄海晚新生代坳陷。区域内第四系地层分布比较广泛，但陆域隆起区发育程度较差，主要分布在丘间谷地、河谷两侧和沿海地带。该区域有自己独特的地层特点，覆盖土的一般厚度为5～24m。根据《建筑抗震设计规范(GB50011－2010)》(中华人民共和国住房和城乡建设部，2010)，大连地区有一小部分工程场地覆盖层小于5m(剪切波速大于250m/s)和3m(剪切波速小于250m/s)，场地类别都属于Ⅰ类，但绝大部分工

4、程场地类别属于Ⅱ类，还有一小部分覆盖层较厚的场地达到Ⅲ类，场地土对工程建设的地基稳定性和抗震设计的影响不容忽视。《工程场地地震安全性评价工作规范》(中国地震局，1994)中给出的各类土的动剪切模量比和阻尼比的规0［收稿日期］2011-04-25［作者简介］张小平，男，生于1953年，高级工程师，国家注册一级地震安全性评价工程师。主要从事地震安全性评价和地震监测预报工作。E-mail:DLPXZ@163.com281张小平等:大连地区场地土动力学参数初步研究3期范数据(本文简称94规范值)主要来源于20世纪80年代在大连地区地震小区划工作中采用的几种典型土类试

5、验结果(孙静等，2004)。因此可以把94规范值作为80年代大连地区地震小区划的土动力学参数值。由于受当时实验条件等诸多因素的影响，在以后的实际应用时发现这些结果有不合理之处，且不具平均意义。故本文再次收集近年来大连地区地震安全性评价报告中的土动力学参数的实验资料并再次进行统计分析。然后选取一个典型钻孔，构建土层分析模型，做土层地震反应分析计算，同时将结果与94规范值和袁晓铭等(2000)的结果进行对比分析，并讨论了结果的合理性。本文所得结果对大连地区各类工程建设场地的地震安全性评价具有一定的参考价值。1大连地区场地岩土动力学参数统计分析数据收集本文收集了大

6、连地区近年来具有完整土动力学参数实验数据的地震安全性评价报告，共47个钻孔中的各类岩土土样(表1)。这些钻孔主要分布在丘间谷地、河谷两侧和沿海地带，从西北起为长兴岛开发区，东北为普湾新区，1.1表1各类岩土样本量统计西南为旅顺口区，东南是大连市老市区和金州新区，基本上覆盖了大连地区的主城区、新区和开发区(图1)。大连地区的土层厚度大多集中在几米至十几米的范围内，表1中岩土土样的采样深度大部分集中在2～18m范围。这些土样送中国地震局工程力学研究所后得到实测的动三轴数据。根据土类岩性的不同，分为回填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、中砂、砂砾石和全风化板岩等

7、7类岩土(表1)，其中粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土和回填土占了绝大多数。由于密实砂、轻砂、淤泥和粉土等土样数量太少，不足以统计出合理的岩土动力学参数，因此本研究暂将其舍去，不予考虑。埋深(m)岩土类别样本量回填土0～5123～88～1313～166124粉质粘土2～77～12115淤泥质粉质粘土5～1010～1596粘土5～1010～1575中砂4～99～1445砂砾石全风化板岩11～188总计941.2各类岩土的土动力学参数统计值同类土体的土动力学参数随深度和压力的变化而不同，但在本文统计出的各类土动力学参数却看不出这种变化，受深度的影响很小。这可能由于

8、大连地区属滨海丘陵，绝大多数工程场地的土层厚度仅为几